序列化协议对应于哪一层？ - 通俗易懂讲解

2023-02-21 09:58:56

要回答这个问题，先了解 TCP/IP 4 层模型是基础。TCP/IP 模型包括应用层、运输层、网络互连层和主机-网络层。序列化协议并不直接对应于这四层中的任何一层。序列化主要发生在应用程序层面处理数据表示形式时——它涉及如何将对象转换为可以在网络上传输的格式，或者反过来。

序列化的定义与作用

在计算机科学中，序列化是一种将复杂的数据结构转化为一个连续的字节流的过程，这样数据可以被存储或在网络间传输。这通常发生在应用层，因为它直接影响到应用程序如何处理和共享信息。

类型多样：常见的序列化协议

几种常用的序列化协议包括 JSON、XML、Protocol Buffers 和 MessagePack 等。每种都有其特定用途和优势：

JSON：适合人类阅读且易于解析。
XML：结构复杂，支持自定义标签和属性。
Protocol Buffers：由 Google 开发，高效紧凑，适用于需要快速读写的场景。
MessagePack：二进制格式，比 JSON 更快更小。

序列化协议的优缺点

选择序列化协议时要考虑到几个关键因素：

效率：JSON 通常较慢但易于处理；Protocol Buffers 和 MessagePack 则更快也更加紧凑。
兼容性：例如 XML 能够在多种系统间良好工作，而 JSON 更倾向于 web 技术栈。

如何选择序列化协议？

根据需求和使用场景来决定。如果是开发一个需要高性能的移动应用或游戏，可能会倾向选择 Protocol Buffers 或 MessagePack；而对于 RESTful API 服务，JSON 很可能是更合适的选择。

实际操作：代码示例

以 JSON 和 Protocol Buffers 为例：

使用 Python 的 JSON 序列化与反序列化

import json

data = {"name": "Alice", "age": 30, "city": "New York"}
json_data = json.dumps(data) # 将数据结构转换为 JSON 字符串
print(json_data)
decoded_data = json.loads(json_data) # 将 JSON 字符串解码回 Python 对象
print(decoded_data["name"])

使用 Python 的 Protocol Buffers

首先，定义一个 .proto 文件：

syntax = "proto3";
message Person {
    string name = 1;
    int32 age = 2;
}

然后使用生成的 Python 模块来序列化和反序列化对象：

import person_pb2

person = person_pb2.Person()
person.name = 'Bob'
person.age = 45
serialized_data = person.SerializeToString() # 序列化为字节串
deserialized_person = person_pb2.Person.FromString(serialized_data) # 反序列化
print(deserialized_person.name)